Группа ученых из Института биоорганической химии РАН разработала многофункциональный браузер VDJviz для работы с большими объемами данных, получаемых с помощью современных средств анализа последовательностей ДНК. Эта разработка позволит ускорить процесс анализа данных новой области знаний — иммуногеномики, что поможет создать методы терапии серьезных заболеваний, связанных с нарушением формирования и функционирования системы адаптивного иммунитета. Программа находится в открытом доступе, ее можно скачать по ссылке, результаты работы были опубликованы в журнале BMC Genomics.

– Программа получила свое название — VDJviz — от названия групп фрагментов генома, из которых формируются зрелые гены рецепторов В- и Т-клеток иммунной системы, а также антител (или иммуноглобулинов — растворимой формы антиген-распознающего рецептора В-клеток): V — variable, D — diversity и J — joining, — Иван Звягин, кандидат биологических наук, научный сотрудник Лаборатории сравнительной и функциональной геномики Института биоорганической химии РАН, один из авторов статьи. — Сложный процесс созревания таких генов, называемый V (D)J-рекомбинация, лежит в основе формирования адаптивного иммунитета — защитной системы организма, теоретически способной противостоять любому встречаемому патогену и предотвращать развитие опухолей.

В ходе VDJ-рекомбинации по одному фрагменту из каждой группы V, D и J соединяются вместе, образуя уникальную последовательность, кодирующую антиген-распознающий участок рецептора. Такой процесс происходит в организме множество раз при созревании каждой В- или Т-клетки, в результате чего формируется огромный набор В- и Т-клеток каждая из которых имеет уникальную структуру антиген-распознающего рецептора. Вся совокупность вариантов структуры этих рецепторов называется В- или Т-клеточным репертуаром.

Современные методы молекулярной биологии позволяют определять кодируюущие последовательности этих гипервариабельных рецепторов и иммуноглобулинов — технология RepSeq. Обработка таких данных с помощью различных инструментов биоинформатики помогает исследователям восстанавливать репертуары клеток системы адаптивного иммунитета. Очевидно, что разнообразие последовательностей и их сочетаний так велико, что анализировать данные без специальных приложений трудно и долго. Теперь же время и силы ученых поможет сэкономить VDJviz. По словам Ивана и его коллег, программа не требует специальных навыков программирования и доступна любому биологу.

В зависимости от предпочтений исследователя, программу можно загрузить на рабочий компьютер или использовать онлайн версию. Основными преимуществами программы являются: поддержка форматов шести самых популярных инструментов для обработки данных RepSeq (MiTCR, MIGEC, MiXCR, IgBlast, IMGT HighVQuest, ImmunoSEQ), удобный графический интерфейс, наглядное представление характеристик последовательностей гипервариабельных рецепторов, возможность сравнения образцов между собой по многим параметрам, удобный экспорт полученных данных.

– VDJviz оптимизирует работу исследователей и поможет в разработке и проверке новых гипотез о формировании и работе системы адаптивного иммунитета, — уверяет Иван. — Что особенно важно, анализ данных RepSeq в иммунологии важен не только для теоретических исследований, но и практических задач. Например, новые знания в этой области необходимы для разработки новых методов терапии болезней аутоиммунного и онкологического характера, а также аллергий.